RU2657075C2 - Shrouded pilot liquid tube - Google Patents

Shrouded pilot liquid tube Download PDF

Info

Publication number
RU2657075C2
RU2657075C2 RU2015151205A RU2015151205A RU2657075C2 RU 2657075 C2 RU2657075 C2 RU 2657075C2 RU 2015151205 A RU2015151205 A RU 2015151205A RU 2015151205 A RU2015151205 A RU 2015151205A RU 2657075 C2 RU2657075 C2 RU 2657075C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starting
liquid
fuel
nozzle
casing
Prior art date
Application number
RU2015151205A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015151205A3 (en
RU2015151205A (en
Inventor
Дональд Джеймс КРАМБ
Джеймс Скотт ПАЙПЕР
Шон Келли СПАЙВИ
Майкл Джон РАМОТОВСКИЙ
Мэтью МЕЙЕР
Original Assignee
Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед filed Critical Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Publication of RU2015151205A publication Critical patent/RU2015151205A/en
Publication of RU2015151205A3 publication Critical patent/RU2015151205A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657075C2 publication Critical patent/RU2657075C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/10Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/283Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00015Pilot burners specially adapted for low load or transient conditions, e.g. for increasing stability
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00017Assembling combustion chamber liners or subparts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: fuel combustion methods and devices.
SUBSTANCE: invention relates to a fuel injector of a gas turbine engine, and in particular to a fuel injector of a gas turbine with a removable pilot liquid tube. Pilot liquid tube having a pilot liquid fuel inlet, a pilot liquid fuel conduit, a pilot liquid fuel nozzle, and a shroud configured to shield the pilot liquid fuel nozzle. Fuel injector of a gas turbine engine comprising a pilot liquid tube is also provided in the present invention. Pilot liquid tube may be installed and/or removed from an injector of a gas turbine engine while the shroud remains fixed to pilot liquid fuel conduit.
EFFECT: invention significantly reduce heat transfer to the pilot liquid fuel conduit and inhibit coking.
10 cl, 6 dwg

Description

Область технического примененияScope of technical application

Настоящее изобретение в целом относится к топливной форсунке газотурбинного агрегата, а в частности к топливной форсунке газовой турбины со съемной жидкостной пусковой трубкой.The present invention generally relates to a fuel nozzle of a gas turbine unit, and in particular to a fuel nozzle of a gas turbine with a removable liquid starting tube.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Газотурбинные агрегаты ("ГТД"), как правило, включают одну или ко топливных форсунок, подающих топливо в камеру сгорания для сжигания. Топливные форсунки включают в себя несколько топливных каналов или топливных трактов, таких как основной топливный канал и канал пускового топлива. Из-за близости топливной форсунки к камере сгорания, трубки жидкого топлива, обеспечивающие жидким топливом пусковой узел (называемый жидкостной пусковой трубкой) топливной форсунки подвергаются воздействию высоких температур во время работы газотурбинного агрегата. В дополнение к потенциалу термического воздействия на компоненты топливной форсунки, длительное воздействие таких высоких температурах приводит к засорению жидкостной пусковой трубки из-за ее закоксования.Gas turbine assemblies (“gas turbine engines”) typically include one or more fuel injectors that supply fuel to the combustion chamber for combustion. Fuel injectors include several fuel channels or fuel paths, such as a main fuel channel and a starting fuel channel. Due to the proximity of the fuel nozzle to the combustion chamber, the liquid fuel tubes providing liquid fuel to the starting unit (called the liquid starting tube) of the fuel nozzle are exposed to high temperatures during operation of the gas turbine unit. In addition to the potential for thermal effects on the components of the fuel injector, prolonged exposure to such high temperatures leads to clogging of the liquid starting tube due to its coking.

В патенте США № App. Pub. 2010/0175382, опубликованном 15 июля 2010 г., Эроглу (Eroglu) описывает показывает горелку газовой турбины. В частности, изобретение Эроглу направлено на создание горелки газовой турбины, которая включаете в себя вихревой генератор, а на выходе из него, а смесительную трубу. Вихревой генератор состоит из по меньшей мере двух стенок, обращенных друг к другу, образующих конусообразную вихревую камеру, и снабжен соплами для впрыска топлива и отверстиями для подачи окислителя в вихревую камеру. Горелка включает в себя эжекторную трубку, простирающуюся вдоль продольной оси вихревого генератора и снабженную боковыми соплами для впрыска топлива в горелку. Оси боковых сопел наклонены относительно оси эжекторной трубки и располагаются вдоль оси горелки.U.S. Pat. No. App. Pub. 2010/0175382, published July 15, 2010, Eroglu (Eroglu) describes shows a gas turbine burner. In particular, the invention of Eroglu is aimed at creating a gas turbine burner, which includes a vortex generator, and at the outlet of it, a mixing pipe. The vortex generator consists of at least two walls facing each other, forming a cone-shaped vortex chamber, and is equipped with nozzles for injecting fuel and holes for supplying an oxidizer to the vortex chamber. The burner includes an ejector tube extending along the longitudinal axis of the vortex generator and equipped with side nozzles for injecting fuel into the burner. The axis of the side nozzles are inclined relative to the axis of the ejector tube and are located along the axis of the burner.

Настоящее изобретение направлено на решение известной проблемы и\или нескольких проблем, описанных автором.The present invention is directed to solving a known problem and / or several problems described by the author.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Описывается жидкостная пусковая трубка. Жидкостная пусковая трубка включает в себя: пусковой жидкостный топливопровод с первым и вторым концами, выполненный для подачи жидкого топлива через жидкостную пусковую трубку; впуск жидкого пускового топлива, имеющий жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом на первом конце, и выполненный для образования жидкостной связи с разъемом подачи пускового топлива; сопло жидкого пускового топлива, имеющее жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом на втором конце; сопло жидкого пускового топлива, выполненное для распыления жидкого топлива в камеру сгорания. Жидкостная пусковая трубка включает в себя: завихритель, соединенный с пусковым жидкостным топливопроводом и кожух, соединенный с завихрителем; кожух, выполненный для обозначения пределов сопла жидкого пускового топлива.A fluid starter tube is described. A liquid starting tube includes: a starting liquid fuel line with first and second ends, configured to supply liquid fuel through a liquid starting tube; a liquid starting fuel inlet having liquid communication with the starting liquid fuel line at the first end, and configured to form a liquid communication with the starting fuel supply connector; a liquid starting fuel nozzle in fluid communication with a liquid starting fuel line at a second end; a liquid starting fuel nozzle configured to spray liquid fuel into a combustion chamber. The liquid starting tube includes: a swirl connected to the starting liquid fuel line and a casing connected to the swirl; a casing made to indicate the limits of the nozzle liquid starting fuel.

Согласно одному варианту осуществления, жидкостная пусковая трубка включает в себя: пусковой жидкостный топливопровод с первым концом и вторым концом, выполненный для подачи жидкого топлива по жидкостной пусковой трубке; впуск жидкого пускового топлива, имеющий жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом на первом конце; впуск жидкого пускового топлива, выполненный для образования жидкостной связи с разъемом подачи пускового топлива. Жидкостная пусковая трубка включает в себя узел кожуха Узел кожуха включает в себя сопряжение трубки, удлинитель, кожух и сопло жидкого пускового топлива. Узел кожуха соединяется с пусковым жидкостным топливопроводом на втором конце через сопряжение трубки. Сопло жидкого пускового топлива имеет жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом через удлинитель и выполнено для распыления жидкого топлива в камеру сгорания. Кожух соединен с удлинителем и выполнен для обозначения пределов сопла жидкого пускового топлива.According to one embodiment, the liquid starting tube includes: a liquid starting fuel line with a first end and a second end, configured to supply liquid fuel through the liquid starting tube; a liquid starting fuel inlet having fluid communication with a starting liquid fuel line at a first end; liquid starting fuel inlet configured to form a fluid communication with the starting fuel supply connector. The liquid starting tube includes a casing assembly. The casing assembly includes a tube coupling, an extension, a casing and a liquid starting fuel nozzle. The casing assembly is connected to the starting liquid fuel line at the second end via a pipe interface. The liquid starting fuel nozzle is in fluid communication with the starting liquid fuel line through an extension cord and is configured to spray liquid fuel into the combustion chamber. The casing is connected to the extension cord and is designed to indicate the limits of the nozzle liquid starting fuel.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На РИС. 1 представлено схематическое изображение примерного газотурбинного агрегата.In FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary gas turbine unit.

На РИС. 2 представлена изометрическая проекция одной форсунки, изображенной на РИС. 1.In FIG. 2 is an isometric view of one nozzle shown in FIG. one.

На РИС. 3 представлен вид сбоку с частичным разрезом первой части форсунки, изображенной на РИС. 2.In FIG. 3 shows a side view in partial section of the first part of the nozzle shown in FIG. 2.

На РИС. 4 представлен вид сбоку с частичным разрезом второй части форсунки, изображенной на РИС. 2.In FIG. 4 shows a side view in partial section of the second part of the nozzle shown in FIG. 2.

На РИС. 5 представлена изометрическая проекция жидкостной пусковой трубки, изображенной на РИС. 3 и 4.In FIG. 5 is an isometric view of the liquid launch tube shown in FIG. 3 and 4.

На РИС. 6 представлен вид сбоку с частичным разрезом узла кожуха, изображенного на РИС. 4.In FIG. 6 is a side view, in partial section, of a casing assembly shown in FIG. four.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке газотурбинного агрегата. В частности, изобретение относится к трубке жидкого топлива (также называемый "эжекторной трубкой") со встроенным наконечником, экранированным от нагрева и потока. Инжекторная трубка снимается с форсунки и представляет собой часть узла пускового топлива.The present invention relates to a fuel nozzle of a gas turbine unit. In particular, the invention relates to a liquid fuel tube (also called an “ejector tube") with a built-in ferrule shielded from heat and flow. The injection tube is removed from the nozzle and is part of the starting fuel assembly.

На РИС. 1 представлено схематическое изображение примерного газотурбинного агрегата. Для ясности и простоты объяснения некоторые из поверхностей были опущены или увеличены (здесь и на других рисунках). В целом газотурбинный агрегат 100 включает в себя: устройство впуска 110, вал 120 (уложенный на несколько подшипниковых узлов 150), компрессор 200, камеру сгорания 300, турбину 400, устройство выпуска 500 и муфту 600 отбора мощности. Компрессор 200 включает в себя один или несколько дисков ротора компрессора в сборе 220. Камера сгорания 300 включает в себя корпус 310 камеры сгорания, одну или несколько форсунок 350, установленных на корпусе 310 камеры сгорания и одну или несколько камер сгорания 390, установленные внутри корпуса 310 камеры сгорания. Турбина 400 включает в себя один или несколько роторных узлов турбины 420.In FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary gas turbine unit. For clarity and ease of explanation, some of the surfaces have been omitted or enlarged (here and in the other figures). In general, a gas turbine unit 100 includes: an intake device 110, a shaft 120 (stacked on several bearing assemblies 150), a compressor 200, a combustion chamber 300, a turbine 400, an exhaust device 500, and a power take-off clutch 600. Compressor 200 includes one or more compressor rotor disks assembly 220. Combustion chamber 300 includes a combustion chamber housing 310, one or more nozzles 350 mounted on a combustion chamber housing 310, and one or more combustion chambers 390 mounted inside the housing 310 combustion chambers. Turbine 400 includes one or more rotor assemblies of turbine 420.

В процессе эксплуатации воздух поступает в устройство впуска 110 в качестве "рабочей текучей среды" и сжимается посредством компрессора 200. В компрессоре 200 рабочая текучая среда сжимается в кольцевом канале прохождения рядом дисков ротора компрессора в сборе 220. После выхода сжатого воздуха из компрессора 200, он подается в камеру сгорания 300, где распыляется и смешивается с топливом. Воздух и топливо впрыскивается в камеру сгорания 390 форсункой 350 и воспламеняется. После реакции горения, энергия реакции горения топливовоздушной смеси приводит в действие турбину 400 на каждой ступени дисков турбины в сборе 420. Отходящий газ выходит из системы через устройство выпуска 500.During operation, air enters the inlet 110 as a “working fluid” and is compressed by the compressor 200. In the compressor 200, the working fluid is compressed in the annular passage of the nearby rotor disks of the compressor assembly 220. After the compressed air leaves the compressor 200, it fed into the combustion chamber 300, where it is sprayed and mixed with fuel. Air and fuel are injected into the combustion chamber 390 by the nozzle 350 and ignited. After the combustion reaction, the energy of the combustion reaction of the air-fuel mixture drives the turbine 400 at each stage of the turbine disks in the assembly 420. The exhaust gas exits the system through the exhaust device 500.

Топливо, поданное в камеру сгорания 300, может включать в себя любой известный тип жидкого или газообразного топлива на основе углеводородов. Жидкое топливо представляет собой дизельное топливо, топочный мазут, авиационный керосин, топливо для реактивных двигателей или керосин. В некоторых вариантах осуществления, жидкие топливо также представляет собой газовый конденсат (например, этан, пропан, бутан и т.д.), топливо на основе дистиллятных масел (топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1 (Jet-A)) и бензин. Газообразное топливо включает в себя природный газ. В некоторых вариантах осуществления, газообразное топливо может также включать в себя альтернативные газообразные виды топлива, такие как, сжиженный нефтяной газ (LPG), этилен, биогаз полигонов ТБО, газ сточных вод, аммиака, биогаз, каменноугольный газ, газ из отходов нефтепереработки и т.д. Данный перечень жидких и газообразных видов топлива не является исчерпывающим, а лишь примерным. В общем, любое жидкое или газообразное топливо известное в отрасли техники, к которой относится данное изобретение может подаваться в камеру сгорания 300 через форсунки 350.The fuel supplied to the combustion chamber 300 may include any known type of hydrocarbon-based liquid or gaseous fuel. Liquid fuel is diesel fuel, heating oil, aviation kerosene, jet fuel or kerosene. In some embodiments, the liquid fuel is also gas condensate (e.g., ethane, propane, butane, etc.), distillate oil based fuel (jet fuel for Jet A-1 (Jet-A) gas turbine engines) and gasoline . Gaseous fuels include natural gas. In some embodiments, the gaseous fuel may also include alternative gaseous fuels, such as liquefied petroleum gas (LPG), ethylene, landfill biogas, wastewater gas, ammonia, biogas, coal gas, refinery gas, etc. .d. This list of liquid and gaseous fuels is not exhaustive, but only approximate. In general, any liquid or gaseous fuel known in the art to which this invention relates can be supplied to the combustion chamber 300 via nozzles 350.

Аналогичным образом один или несколько из перечисленных выше компонентов (или их составляющие) изготавливаются из нержавеющей стали и/или прочных высокотемпературных материалов, известных как "жаропрочный сплав". Жаропрочный сплав или высокоэффективный сплав, представляет собой сплав, обладающий высокой механической прочностью и жаропрочностью, хорошей стабильностью свойств поверхности и стойкостью к окислению и коррозии. Жаропрочные сплавы представлены сплавами "Хастеллой", "Инконель", "Васпаллой", "Рене", "Хайнес", "Инколой", "MP98T", "ТМС" и монокристаллическими сплавами CMSX.Similarly, one or more of the above components (or their components) are made of stainless steel and / or durable high-temperature materials, known as "heat-resistant alloy." Heat-resistant alloy or high-performance alloy, is an alloy having high mechanical strength and heat resistance, good stability of surface properties and resistance to oxidation and corrosion. Heat-resistant alloys are represented by Hastella, Inconel, Vaspalla, Rene, Heines, Incola, MP98T, TMS alloys and CMSX single crystal alloys.

На РИС. 2 представлена изометрическая проекция примерной форсунки газотурбинного агрегата, изображенной на РИС. 1. Как показано, форсунка 350 включает в себя: монтажные ручки 351, монтажный фланец 352, разъем 353 камеры сгорания, внешний корпус форсунки 354 и разъем для подачи воздуха, а также узел пускового топлива 370 и узел первичного топлива 360. Монтажные ручки 351 и монтажный фланец 352 облегчают монтаж форсунки 350 в кожух 310 камеры сгорания (РИС. 1).In FIG. 2 is an isometric view of an exemplary nozzle of a gas turbine unit shown in FIG. 1. As shown, the nozzle 350 includes: mounting handles 351, mounting flange 352, a combustion chamber connector 353, an external nozzle housing 354 and an air supply connector, as well as a starting fuel assembly 370 and a primary fuel assembly 360. Mounting handles 351 and a mounting flange 352 facilitates mounting of the nozzle 350 into the casing 310 of the combustion chamber (FIG. 1).

Разъем 353 камеры сгорания соединяет форсунку 350 с камерой сгорания 390 (РИС. 1). Разъем 353 камеры сгорания включает в себя одну или несколько частей узла пускового топлива 370 и узла первичного топлива 360 в их соответствующих разъемах с камерой сгорания 390. В частности, разъем 353 камеры сгорания включает в себя кольцевой выступ 356, встроенный в узел первичного топлива 360, который затем вдвигается в разъем форсунки камеры сгорания 390.A combustion chamber connector 353 connects the nozzle 350 to the combustion chamber 390 (FIG. 1). The combustion chamber connector 353 includes one or more parts of the starting fuel assembly 370 and the primary fuel assembly 360 in their respective connectors to the combustion chamber 390. In particular, the combustion chamber connector 353 includes an annular protrusion 356 integrated in the primary fuel assembly 360, which then slides into the connector of the nozzle of the combustion chamber 390.

Внешний корпус форсунки 354 включает в себя одно или несколько обтекаемых тел, которые подвергаются воздействию рабочей жидкости в камере сгорания 300 во время эксплуатации (РИС. 1). Один или несколько обтекаемых тел обеспечивают упор, экранирование внутренних компонентов, и/или образование внутренних каналов. Одно или несколько обтекаемых тел могут сливаться или оканчиваться в монтажном фланце 352. В соответствии с другим вариантом осуществления, один или несколько обтекаемых тел проходят через монтажный фланец 352 и оканчиваются за монтажным фланцем 352.The outer housing of the nozzle 354 includes one or more streamlined bodies that are exposed to the working fluid in the combustion chamber 300 during operation (FIG. 1). One or more streamlined bodies provide emphasis, shielding of internal components, and / or the formation of internal channels. One or more streamlined bodies may merge or terminate in the mounting flange 352. According to another embodiment, one or more streamlined bodies pass through the mounting flange 352 and end behind the mounting flange 352.

Согласно одному варианту осуществления, и как показано, внешний корпус форсунки 354 включает в себя пусковую направляющую 341, трубки 342 основного газа, основную жидкостную наружную трубку 343, наружную крышку 344 и опорную трубку 349, каждая из которых по отдельности поддерживает и/или защищает внутренние компоненты форсунки 350. Здесь пусковая направляющая 341, трубки 342 основного газ и основная жидкостная наружная трубка 343 экранируют внутренние топливопроводы, в то время как наружная крышка 344 экранирует разъемы корпуса. Кроме того, пусковая направляющая 341, трубки 342 основного газ и/или основная жидкостная наружная трубка 343 образуют внутренний воздушный канал. Опорная трубка 349 показана как опора между распылительным устройством 350 и монтажным фланцем 352, тем не менее, опорная трубка 349 может быть заменена экраном другого внутреннего топливопровода пускового жидкого топлива и сниматься вместе, в зависимости от конкретной конструкции форсунки.According to one embodiment, and as shown, the outer body of the nozzle 354 includes a start guide 341, main gas tubes 342, a main liquid outer tube 343, an outer cap 344, and a support tube 349, each of which individually supports and / or protects the inner nozzle components 350. Here, the starting guide 341, the main gas tubes 342 and the main liquid outer tube 343 shield the internal fuel lines, while the outer cover 344 screens the housing connectors. In addition, the start guide 341, the main gas tubes 342 and / or the main liquid outer tube 343 form an internal air channel. The support tube 349 is shown as a support between the spray device 350 and the mounting flange 352, however, the support tube 349 can be replaced by the screen of another internal fuel oil starting fuel line and removed together, depending on the particular nozzle design.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, внешний корпус форсунки 354 может представлять собой единый корпус, выполненный для защиты всех внутренних компонентов форсунки 350. В частности, все топливные и/или воздушные каналы или могут находиться вместе в одном корпусе, который одновременно защищает и поддерживает их, а также поддерживает распылительное устройство 350.In accordance with an alternative embodiment, the outer housing of the nozzle 354 may be a single housing made to protect all internal components of the nozzle 350. In particular, all fuel and / or air channels can be located together in a single housing that simultaneously protects and supports them and also supports spray device 350.

На РИС. 3 и 4 представлен вид сбоку с частичным разрезом первой и второй части форсунки, изображенной на РИС. 2, соответственно. В частности, форсунка 350 представлена как двухтопливная форсунка, выполненная с возможностью подачи пускового топлива и первичного топлива в камеру сгорания 390 (РИС. 1). Например, форсунка 350 включает в себя узел пускового топлива 370 и узел первичного топлива 360. В показанном варианте осуществления, узел пускового топлива 370 и узел первичного топлива 360 в целом имеют трубчатую конфигурацию с внутренней и наружной трубкой, расположенными концентрично вокруг центральной оси 359 форсунки.In FIG. 3 and 4 show a side view with a partial section of the first and second parts of the nozzle shown in FIG. 2, respectively. In particular, the nozzle 350 is presented as a dual-fuel nozzle configured to supply starting fuel and primary fuel to the combustion chamber 390 (FIG. 1). For example, the nozzle 350 includes a starting fuel assembly 370 and a primary fuel assembly 360. In the shown embodiment, the starting fuel assembly 370 and the primary fuel assembly 360 generally have a tubular configuration with an inner and an outer tube concentrically arranged around a central axis 359 of the nozzle.

Здесь, если не указано иное, все ссылки на "вверх по потоку" и "вниз по потоку" представляют собой ссылки на направление потока топлива через форсунку 350 во время эксплуатации. Например, монтажный фланец 352, как правило, находится в положении "вверх по потоку", а разъем 353 камеры сгорания, как правило, в положении "вниз по потоку". Кроме того, ссылки на "вверх по потоку" и "вниз по потоку" являются ссылками относительно центральной оси 359 форсунки.Here, unless otherwise indicated, all references to "upstream" and "downstream" are links to the direction of fuel flow through the nozzle 350 during operation. For example, mounting flange 352 is typically in the upstream position, and a combustion chamber connector 353 is typically in the downstream position. In addition, upstream and downstream links are links relative to the center axis 359 of the nozzle.

Как показано, форсунка 350 предназначена для приема сжатого воздуха. В частности, форсунка 350 предназначена для приема сжатого воздуха и использования его в реакции горения и для охлаждения. Форсунка 350 включает в себя любой подходящий разъем или разъемы, предназначенные для приема сжатого воздуха. В частности, форсунка 350 может включать в себя первичный воздухозаборник 346, предназначенный для приема сжатого воздуха и использования его в узле первичного топлива 360. Аналогичным образом, форсунка 350 может включать в себя разъем 347 первичного пускового воздуха для подачи первичного воздуха (для реакции горения) в воздуховод 333 первичного пускового воздуха узла пускового топлива 370. Аналогичным образом, пусковой воздухозаборник включает в себя разъем 348 вторичного пускового воздуха для подачи вторичного воздуха (не для реакции горения, а для охлаждения и нагнетания давления) или подачи воздуха в воздуховод 334 вторичного пускового воздуха узла пускового топлива 370 и использования в узле пускового топлива 370.As shown, the nozzle 350 is designed to receive compressed air. In particular, the nozzle 350 is designed to receive compressed air and use it in a combustion reaction and for cooling. The nozzle 350 includes any suitable connector or connectors for receiving compressed air. In particular, the nozzle 350 may include a primary air inlet 346 for receiving compressed air and using it in the primary fuel assembly 360. Similarly, the nozzle 350 may include a primary starting air connector 347 for supplying primary air (for combustion reaction) into the duct 333 of the primary starting air of the starting fuel assembly 370. Similarly, the starting air intake includes a secondary starting air connector 348 for supplying secondary air (not for the combustion reaction, but A cooling and pressurization) or feeding air into the air duct 334 of the secondary pilot fuel starting node 370 and using air at node 370 start-up fuel.

Согласно одному варианту осуществления, первичный воздухозаборник 346 включает в себя несколько радиальных отверстий в форсунке 350 между каждой лопаткой 362 завихрителя и сопутствующими воздушными каналами, ведущими в канал предварительного смешивания 361. Согласно другому варианту осуществления, разъем 347 первичного пускового воздуха включает в себя отверстие в наружной крышке 344, сопровождающее воздушные каналы, ведущие к кольцевому коллектору, питающему воздуховод 333 первичного пускового воздуха. Согласно другому варианту осуществления, разъем 348 вторичного пускового воздуха включает в себя пневматический штуцер прикрепленный к пусковой направляющей 341 и пневматически связанный с кольцевым коллектором, предназначенным для питания воздуховода 334 вторичным пусковым воздухом. Согласно другому варианту осуществления, разъем 348 вторичного пускового воздуха включает в себя пневматический штуцер прикрепленный к монтажному фланцу 352 и пневматически связанный с кольцевым коллектором, предназначенным для питания воздуховода 334 вторичным пусковым воздухом.According to one embodiment, the primary air inlet 346 includes several radial holes in the nozzle 350 between each swirl blade 362 and the associated air channels leading to the premix channel 361. According to another embodiment, the primary inlet air connector 347 includes an opening in the outer a cover 344 accompanying the air ducts leading to the annular manifold supplying the primary starting air duct 333. According to another embodiment, the secondary starting air connector 348 includes a pneumatic fitting attached to the starting guide 341 and pneumatically connected to an annular manifold for supplying the secondary air to the duct 334. According to another embodiment, the secondary starting air connector 348 includes a pneumatic fitting attached to a mounting flange 352 and pneumatically connected to an annular manifold for supplying the secondary air to the duct 334.

Узел первичного топлива 360 включает в себя несколько лопаток 362 завихрителя, внутреннюю камеру предварительного смешивания 363 и наружную камеру предварительного смешивания 364. Лопатки 362 завихрителя принимают первичный воздуха от первичного воздухозаборника 346 и впрыскивают первичное топливо в воздушный поток придавая угловую составляющую потоку (смотрите также РИС.2). Внешняя стенка внутренней камеры предварительного смешивания 363 и внутренняя стенка наружной камеры предварительного смешивания 364 вместе образуют канал предварительного смешивания 361. Канал предварительного смешивания 361 образует начальную стадию реакции горения с низкой теплотой сгорания ("LPC"), рассмотренную ниже. В канале предварительного смешивания 361 осуществляется смешивание первичного топлива и первичного воздуха и направление его в камеру сгорания 390. Кроме того, внутренняя камера предварительного смешивания 363 включает в себя пусковой экран 365 защиты от соударения. Пусковой экран 365 защиты от соударения простирается радиально внутрь от нижнего конца внутренней камеры предварительного смешивания 363.Primary fuel assembly 360 includes several swirl blades 362, an internal pre-mix chamber 363 and an external pre-mix chamber 364. The swirl blades 362 receive primary air from the primary air inlet 346 and inject primary fuel into the air stream giving an angular component to the flow (see also FIG. 2). The outer wall of the inner pre-mixing chamber 363 and the inner wall of the outer pre-mixing chamber 364 together form the pre-mixing channel 361. The pre-mixing channel 361 forms the initial stage of the combustion reaction with low heat of combustion ("LPC"), discussed below. In the pre-mixing channel 361, primary fuel and primary air are mixed and directed into the combustion chamber 390. In addition, the internal pre-mixing chamber 363 includes a shock protection start screen 365. The impact protection start screen 365 extends radially inward from the lower end of the inner premix chamber 363.

Узел пускового топлива 370 проиллюстрирован как двухтопливный и включает в себя узел 371 пускового газообразного топлива и узел 372 пускового жидкого топлива. В частности, узел 371 пускового газообразного топлива выполнен для впрыска сжатого воздуха из воздуховода 333 первичного пускового воздуха и газообразного топлива из узла пускового топлива 370 в камеру сгорания 390. Аналогичным образом, узел 372 пускового жидкого топлива выполнен для впрыска сжатого воздуха из воздуховода 334 вторичного пускового воздуха и жидкого топлива из узла пускового топлива 370 в камеру сгорания 390. Например, в показанном варианте осуществления, узел 371 пускового газообразного топлива может осуществлять впрыск в кольцевом режиме предварительно смешанного газообразного топлива, а узел 372 пускового жидкого топлива может осуществлять конусообразное распыление жидкого топлива.The starting fuel assembly 370 is illustrated as dual fuel and includes a starting gaseous fuel assembly 371 and a starting liquid fuel assembly 372. In particular, the starting gaseous fuel assembly 371 is configured to inject compressed air from the primary starting air duct 333 and the gaseous fuel from the starting fuel assembly 370 into the combustion chamber 390. Similarly, the starting fuel oil assembly 372 is configured to inject compressed air from the secondary starting duct 334 air and liquid fuel from the starting fuel assembly 370 to the combustion chamber 390. For example, in the shown embodiment, the starting gaseous fuel assembly 371 may inject in an annular pre-mixed gaseous fuel, and the node 372 starting liquid fuel can perform a cone-shaped spray of liquid fuel.

Узел 371 пускового газообразного топлива может представлять собой кольцевой узел, соединенный с форсункой 350 и иметь продольную ось, концентрически расположенную относительно центральной оси 359 форсунки. Как показано, узел 371 пускового газообразного топлива включает в себя кожух 373 пускового газа, кожух 374 вспомогательного воздуха, наконечник 375 пускового первичного воздуха и наконечник 378 пускового газа. Кроме того, узел 371 пускового газообразного топлива может использовать внутреннюю стенку внутренней камеры предварительного смешивания 363.The starting gaseous fuel assembly 371 may be an annular assembly connected to the nozzle 350 and have a longitudinal axis concentrically disposed relative to the central axis 359 of the nozzle. As shown, the starting gaseous fuel assembly 371 includes a starting gas casing 373, an auxiliary air casing 374, a primary primary air nozzle 375, and a starting gas nozzle 378. In addition, the starting gaseous fuel assembly 371 may use the inner wall of the inner pre-mixing chamber 363.

Внутренняя стенка внутренней камеры предварительного смешивания 363 и наружная стенка кожуха 373 пускового газа образуют воздуховод 333 первичного пускового воздуха. В данной конфигурации, воздуховод 333 первичного пускового воздуха принимает первичный воздух в осевом направлении через разъем 347 первичного пускового воздуха и направляет первичный воздух ниже по потоку с переходом его в воздуховод кольцевой формы. Аналогичным образом, внутренняя стенка кожуха 373 пускового газа и наружная стенка кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха образуют канал 332 пускового газа. Канал 332 пускового газа, как правило, представляет собой кольцевой канал, по которому пусковое газообразное топливо подается в камеру сгорания 390.The inner wall of the inner pre-mixing chamber 363 and the outer wall of the starting gas casing 373 form a primary starting air duct 333. In this configuration, the primary starting air duct 333 receives axial primary air through the primary starting air connector 347 and directs the primary air downstream with its passage into a ring-shaped duct. Likewise, the inner wall of the starting gas casing 373 and the outer wall of the auxiliary air supply casing 374 form a starting gas passage 332. The starting gas channel 332 is typically an annular channel through which the starting gaseous fuel is supplied to the combustion chamber 390.

В данной конфигурации, канал 332 пускового газа закрыт наконечником 378 пускового газа. Тем не менее, наконечник 378 пускового газа включает в себя сопло 379 пускового газа. Сопло 379 пускового газа включает в себя несколько каналов, направляющих пусковое газообразное топливо в пусковую зону предварительного смешивания узла пускового топлива 370.In this configuration, the start gas channel 332 is closed by the start gas tip 378. However, the starting gas tip 378 includes a starting gas nozzle 379. The starting gas nozzle 379 includes several channels directing the starting gaseous fuel to the starting mixing zone of the starting fuel assembly 370.

Аналогичным образом, в этой конфигурации, воздуховод 333 первичного пускового воздух оканчивается наконечником 375 пускового первичного воздуха. Наконечник 375 пускового первичного воздуха включает в себя пусковой наконечник охлаждающего сопла 376 и сопло 377 первичного пускового воздуха. Пусковой наконечник охлаждающего сопла 376 включает в себя несколько каналов, направляющих первичный пусковой воздух на пусковой экран 365 защиты от соударения. Сопло 377 первичного пускового воздуха включает в себя несколько каналов, направляющих сжатый первичный пусковой воздух в пусковую зону предварительного смешивания узла пускового топлива 370. Несмотря на показанную ориентацию различных воздуховодов, наконечников и сопел ориентированы следует понимать, что возможны и другие ориентации. Кроме того, один или несколько компонентов могут быть соединены и/или скомбинированы с другими конструкциями.Similarly, in this configuration, the primary starting air duct 333 terminates in the starting primary air tip 375. The starting primary air tip 375 includes a starting tip of the cooling nozzle 376 and a primary starting air nozzle 377. The start tip of the cooling nozzle 376 includes several channels directing the primary inlet air to the shock protection start screen 365. The primary starting air nozzle 377 includes several channels directing the compressed primary starting air to the preliminary mixing zone of the starting fuel assembly 370. Despite the orientation shown of the various air ducts, tips and nozzles being oriented, it should be understood that other orientations are possible. In addition, one or more components may be connected and / or combined with other structures.

Узел 372 пускового жидкого топлива может представлять собой цилиндрический узел, соединенный с форсункой 350 и иметь продольную ось, концентрически расположенную относительно центральной оси 359 форсунки. Как показано, узел 372 пускового жидкого топлива включает в себя жидкостную пусковую трубку 380 и кожух 374 подачи вспомогательного воздуха. В данном случае узел 372 пускового жидкого топлива разделяет кожух 374 подачи вспомогательного воздуха с узлом 371 пускового газообразного топлива за счет внутренней стенки кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха. В частности, жидкостная пусковая трубка 380 может располагаться внутри кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха, образуя часть воздуховода 334 вторичного пускового воздуха между жидкостной пусковой трубкой 380 и внутренней стенкой кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха.Node 372 starting liquid fuel may be a cylindrical node connected to the nozzle 350 and have a longitudinal axis concentrically located relative to the Central axis 359 of the nozzle. As shown, the starting liquid fuel assembly 372 includes a liquid starting tube 380 and an auxiliary air supply casing 374. In this case, the starting liquid fuel assembly 372 shares the auxiliary air supply casing 374 with the starting gas fuel assembly 371 due to the inner wall of the auxiliary air supply casing 374. In particular, the liquid starter tube 380 may be disposed within the auxiliary air supply case 374, forming part of the secondary inlet air duct 334 between the liquid starter tube 380 and the inner wall of the auxiliary air supply case 374.

Жидкое топливо поданное в узел пускового топлива 370 по жидкостной пусковой трубке 380 распыляется в камеру сгорания 390 соплом 389 жидкого пускового топлива на нижнем конце жидкостной пусковой трубки 380. Сжатый воздух (вторичный воздух или магистральный воздух) из воздуховода 334 вторичного пускового воздуха подается в камеру сгорания 390 наряду с распыленным топливом. Распыленное топливо и сжатый воздух сгорают, образуя диффузионное пламя в камере сгорания 390.Liquid fuel supplied to the starting fuel assembly 370 through the liquid starting tube 380 is sprayed into the combustion chamber 390 by the liquid starting fuel nozzle 389 at the lower end of the liquid starting tube 380. Compressed air (secondary air or main air) is supplied from the secondary starting air duct 334 to the combustion chamber 390 along with atomized fuel. The atomized fuel and compressed air are burned, forming a diffusion flame in the combustion chamber 390.

Кожух 374 подачи вспомогательного воздуха пневматически соединен с одним концом пусковой направляющей 341, а другим концом с наконечником 378 пускового газа. Кроме того, один конец включает неподвижное соединение (например, пайку, резьбу и т.д.), в то время как другой конец включает разъемное соединение (например, телескопическое соединение), позволяющее относительное смещение в определенных пределах во время эксплуатации между кожухом 374 подачи вспомогательного воздуха и наконечником 378 пускового газа, или любые другие динамические изменения в узле или вокруг узла пускового топлива 370 (например, из-за теплового расширения/сжатия). Кроме того, кожух 374 подачи вспомогательного воздух может быть выполнен с переходом в эффективную проточную площадь ниже по потоку пусковой направляющей 341. Например, кожух 374 подачи вспомогательного воздух в целом может иметь цилиндрическую форму с верхней по потоку частью, имеющей один диаметр и нижней по потоку частью, имеющей второй диаметр, причем второй (т.е. меньший) диаметр, влияющие на эффективную проточную площадь воздуховода 334 вторичного пускового воздуха в кожухе 374 подачи вспомогательного воздуха.The auxiliary air supply casing 374 is pneumatically connected to one end of the start guide 341, and the other end to the start gas tip 378. In addition, one end includes a fixed connection (eg, soldering, threading, etc.), while the other end includes a detachable connection (eg, telescopic connection), allowing relative displacement within certain limits during operation between the supply casing 374 auxiliary air and a starting gas nozzle 378, or any other dynamic changes in the assembly or around the starting fuel assembly 370 (for example, due to thermal expansion / contraction). In addition, the auxiliary air supply casing 374 may be configured to transition to the effective flow area downstream of the start guide 341. For example, the auxiliary air supply casing 374 as a whole may have a cylindrical shape with an upstream portion having one diameter and a lower flow a part having a second diameter, a second (i.e., smaller) diameter affecting the effective flow area of the secondary starting air duct 334 in the auxiliary air supply casing 374.

На РИС. 5 представлена изометрическая проекция жидкостной пусковой трубки, изображенной на РИС. 3 и 4. Жидкостная пусковая трубка 380 может представлять собой удлиненный узел, подвижно соединенный с форсункой 350 и имеющий продольную ось, концентрически расположенную относительно центральной оси 359 форсунки. Жидкостная пусковая трубка 380 включает в себя впуск 381 жидкого пускового топлива, пусковой жидкостный топливопровод 382, опору 383 топливопровода и узел 384 кожуха. Например, жидкостная пусковая трубка 380 может вставляться в (и выниматься) пусковую направляющую 341 и соединяться с пусковой направляющей 341 впуском 381 жидкого пускового топлива. Пусковая жидкостная трубка 380 подает топливо из-за пределов форсунки 350 в узел пускового топлива 370 через сопло 389 жидкого пускового топлива.In FIG. 5 is an isometric view of the liquid launch tube shown in FIG. 3 and 4. The fluid launch tube 380 may be an elongated assembly movably connected to the nozzle 350 and having a longitudinal axis concentrically disposed relative to the central axis 359 of the nozzle. The liquid starter tube 380 includes a liquid starter fuel inlet 381, a liquid starter fuel line 382, a fuel line support 383, and a casing assembly 384. For example, the liquid start tube 380 may be inserted into (and removed) the start guide 341 and connected to the start guide 341 of the liquid inlet fuel inlet 381. The starting liquid tube 380 delivers fuel from outside the nozzle 350 to the starting fuel assembly 370 through the liquid starting fuel nozzle 389.

Впуск 381 жидкого пускового топлива включает в себя любой удобный разъем или штуцер для внешней подачи топлива. В частности, впуск 381 жидкого пускового топлива образует жидкостную связь с разъемом подачи пускового топлива и пусковым жидкостным топливопроводом 382. Кроме того, впуск 381 жидкого пускового топлива может быть выполнен съемным с форсунки 350. Например, впуск 381 жидкого пускового топлива может включать в себя стандартный штуцер жидкого топлива, ввинчиваемый или иным образом закрепляемый на монтажном фланце 352. Также, например, впуск 381 жидкого пускового топлива может быть изготовлен из нержавеющей стали NITRONIC 60 или любого другого подходящего материала.The liquid starting fuel inlet 381 includes any convenient connector or fitting for external fuel supply. In particular, the liquid starting fuel inlet 381 is in fluid communication with the starting fuel supply connector and the starting liquid fuel line 382. In addition, the liquid starting fuel inlet 381 may be removable from the nozzle 350. For example, the liquid starting fuel inlet 381 may include a standard a liquid fuel fitting screwed into or otherwise secured to a mounting flange 352. Also, for example, the liquid starting fuel inlet 381 may be made of NITRONIC 60 stainless steel or any other suitable material.

Пусковой жидкостный топливопровод 382 представляет собой любой подходящий топливопровод, такой как стандартной трубопровод жидкого топлива, предназначенный для подачи топлива между впуском жидкого пускового топлива 381 и соплом 389 жидкого пускового топлива. Пусковой жидкостный топливопровод 382 изготавливается из нержавеющей стали Grade 316 L или любого другого подходящего материала. Согласно одному варианту осуществления, пусковой жидкостный топливопровод 382 может быть сегментирован и содержать два или несколько соединенных секций. Например, и как показано, пусковой жидкостный топливопровод 382 может имеет первую, вторую и третью секции, причем первая секция является ближайшей к впуску 381 жидкого пускового топлива. Кроме того, различные секции могут быть сделаны из различных материалов. Например, первая и вторая секции пускового жидкостного топливопровода 382 изготавливаются из нержавеющей стали Grade 316 L или любого другого подходящего материала, а третья секция изготавливается ​​из сплава Alloy 625 или любого другого подходящего термостойкого материала.The starting liquid fuel line 382 is any suitable fuel line, such as a standard liquid fuel line, for supplying fuel between a liquid starting fuel inlet 381 and a liquid starting fuel nozzle 389. Starting liquid fuel line 382 is made of Grade 316 L stainless steel or any other suitable material. According to one embodiment, the starting liquid fuel line 382 may be segmented and comprise two or more connected sections. For example, and as shown, the liquid starting fuel line 382 may have first, second, and third sections, the first section being the closest to the liquid starting fuel inlet 381. In addition, various sections can be made of various materials. For example, the first and second sections of the starting liquid fuel line 382 are made of Grade 316 L stainless steel or any other suitable material, and the third section is made of Alloy 625 alloy or any other suitable heat-resistant material.

Опора 383 топливопровода представляет собой любую подходящую опору или зафиксированную распорную втулку, выполненную для поддержки пускового жидкостного топливопровода 382 внутри канала форсунки 350, и позволяющую проходить вторичному пусковому воздуху во время эксплуатации. В частности, жидкостная пусковая трубка 380 может располагаться внутри пусковой направляющей 341, кожуха 374 подачи вспомогательного воздух и узла 384 кожуха, образуя воздуховод 334 вторичного пускового воздуха между внешней стороной пускового жидкостного топливопровода 382 и внутренней стороной пусковой направляющей 341, кожуха 374 подачи вспомогательного воздух и узла 384 кожуха. Опора 383 топливопровода, следовательно, позиционирует пусковой жидкостный топливопровод 382 (и расширения) и создает канал воздуховода 334 вторичного пускового воздуха. Например, опора 383 топливопровода может быть выполнена в виде радиального корончатого кольца (или «звездообразного кольца") подвижно сопряженная с внутренней стенкой кожуха 374 подачи вспомогательного воздух по внешней окружности опоры 383 топливопровода и жестко сопряженная с пусковым жидкостным топливопроводом 382 по внутренней окружности опоры 383 топливопровода. Кроме того, опора 383 топливопровода может быть изготовлена из нержавеющей стали NITRONIC 60 или любого другого подходящего материала.The fuel pipe support 383 is any suitable support or a fixed spacer sleeve designed to support the liquid starting fuel pipe 382 within the nozzle channel 350 and allowing secondary starting air to flow during operation. In particular, the liquid starting tube 380 may be located inside the starting guide 341, the auxiliary air supply casing 374 and the casing assembly 384, forming a secondary starting air duct 334 between the outer side of the liquid starting fuel line 382 and the inside of the starting guide 341, the auxiliary air casing 374 and node 384 of the casing. The fuel line support 383 therefore positions the liquid starting fuel line 382 (and the extensions) and creates a secondary starting air duct duct 334. For example, the fuel pipe support 383 can be made in the form of a radial crown ring (or “star-shaped ring”) movably conjugated to the inner wall of the auxiliary air supply casing 374 along the outer circumference of the fuel pipe support 383 and rigidly coupled to the starting liquid fuel pipe 382 along the inner circumference of the fuel pipe support 383 In addition, the fuel pipe support 383 may be made of NITRONIC 60 stainless steel or any other suitable material.

Согласно одному варианту осуществления, опора 383 топливопровода может быть выполнена в виде штуцера или соединения между двумя секциями пускового жидкостного топливопровода 382. Например, и как показано, две секции могут быть вставлены в выровненные прорези на противоположных сторонах опоры 383 топливопровода и спаяны или соединены иным образом в единый блок. Кроме того, опора 383 топливопровода может иметь различные диаметры прорезей, позволяющие соединять трубки с различными наружными диаметрами (НД).According to one embodiment, the fuel pipe support 383 may be in the form of a fitting or a connection between two sections of the starting liquid fuel pipe 382. For example, and as shown, two sections can be inserted into aligned slots on opposite sides of the fuel pipe support 383 and soldered or otherwise connected into a single unit. In addition, the support 383 of the fuel line may have different diameters of the slots, allowing you to connect the tube with different outer diameters (OD).

В соответствии с другим вариантом осуществления, опора 383 топливопровода может включать в себя две или несколько опор распределенных вдоль пускового жидкостного топливопровода 382. Например, и как показано на рисунке, где пусковой жидкостный топливопровод 382 имеет первую, вторую и третью секции, опора 383 топливопровода включает в себя первую и вторую опору 383 топливопровода, где первая опора 383 топливопровода соединяет первую и вторую секции пускового жидкостного топливопровода 382, а вторая опора 383 топливопровода соединяет вторую и третью секции пускового жидкостного топливопровода 382. Согласно другому варианту осуществления, одна или несколько опор располагаются на основании и/или добавляются, чтобы изменить, модовую реакцию жидкостной пусковой трубки 380.According to another embodiment, the fuel pipe support 383 may include two or more supports distributed along the starting liquid fuel pipe 382. For example, and as shown in the figure, where the starting liquid fuel pipe 382 has first, second, and third sections, the fuel pipe support 383 includes the first and second fuel pipe support 383, where the first fuel pipe support 383 connects the first and second sections of the starting liquid fuel pipe 382, and the second fuel pipe support 383 connects the second and third starting liquid fuel projections 382. In another embodiment, one or several supports disposed on the base and / or added to change the modal reaction tube 380 starter liquid.

На РИС. 6 представлен вид сбоку с частичным разрезом узла кожуха, изображенного на РИС. 4. Узел 384 кожуха включает в себя кожух 385, завихритель 386 и трубчатое сопряжение 387. Узел 384 кожуха может дополнительно включать опору 383 топливопровода внутри кожуха 385. Узел 384 кожуха соединен с пусковым жидкостным топливопроводом 382 трубчатым сопряжением 387, а кожух 385 соединен с завихрителем 386.In FIG. 6 is a side view, in partial section, of a casing assembly shown in FIG. 4. The casing assembly 384 includes a casing 385, a swirl 386 and a tubular mate 387. The casing assembly 384 may further include a fuel support 383 inside the casing 385. The casing assembly 384 is connected to the starting liquid fuel line 382 by a tubular mate 387, and the casing 385 is connected to a swirl 386.

Жидкостная пусковая трубка 380 предварительно калибруется перед установкой. В частности, узел 384 кожуха обозначает пределы сопла 389 жидкого пускового топлива, так что заранее заданная эффективная проточная площадь на выходе жидкостной пусковой трубки 380 определяется до установки ее в газотурбинный агрегат 100 и/или форсунку 350. Кроме того, узел 384 кожуха выполнен с возможностью установки и снятия с форсунки 350 как части жидкостной пусковой трубки 380, в то время как форсунка 350 остается установленной в камере сгорания 300. Кроме того, узел 384 кожуха изготовляется из сплава Alloy 625 или любого подходящего термостойкого материала.The fluid starter tube 380 is pre-calibrated before installation. In particular, the casing unit 384 denotes the limits of the liquid starting fuel nozzle 389, so that a predetermined effective flow area at the outlet of the liquid starting tube 380 is determined prior to installation in the gas turbine unit 100 and / or nozzle 350. In addition, the casing unit 384 is configured to mounting and removing from the nozzle 350 as part of the liquid starting tube 380, while the nozzle 350 remains mounted in the combustion chamber 300. In addition, the casing assembly 384 is made of Alloy 625 alloy or any suitable heat-resistant material la.

Кожух 385 включает в себя любые подходящие элементы, пригодные для подачи вторичного пускового воздуха, герметизации завихрителя 386 и экранирования сопла 389 жидкого пускового топлива. В частности, кожух 385 сопрягается с верхней по потоку частью воздуховода 334 вторичного пускового воздуха и простирается вдоль оси вниз по потоку за сопло 389 жидкого пускового топлива, тем самым завершая воздуховод 334 вторичного пускового воздуха. Кроме того, кожух 385 простирается вниз по потоку от сопла 377 первичного пускового воздуха в пусковую зону предварительного смешивания, экранирует сопло 389 жидкого пускового топлива от соударения с сжатым воздухом, выходящим из сопла 377 первичного пускового воздуха во время эксплуатации.The casing 385 includes any suitable elements suitable for supplying secondary starting air, sealing the swirl 386, and shielding the liquid starting fuel nozzle 389. In particular, the casing 385 mates with the upstream part of the secondary starting air duct 334 and extends along the axis downstream of the liquid starting fuel nozzle 389, thereby completing the secondary starting air duct 334. In addition, the casing 385 extends downstream from the primary starting air nozzle 377 to the premix starting zone, shields the liquid starting fuel nozzle 389 from impact with compressed air exiting the primary starting air nozzle 377 during operation.

Согласно одному варианту осуществления, кожух 385 имеет в целом цилиндрическую форму, обозначающую, в числе прочего, пределы сопла 389 жидкого пускового топлива. Например, кожух 385 образует трубу круглого сечения, но включающую в себя конусную насадку. Также, например, кожух 385 включает в себя верхнюю по потоку часть, имеющую первый диаметр, и нижнюю по потоку часть, имеющую второй (например, меньший) диаметр. Кроме того, кожух 385 включает в себя промежуточные варианты поперечного сечения. Например, кожух 385 может иметь поперечное сечение (например, диаметр, форму и т.д.), которое изменяется при каждом сопряжении (например, в завихрителе 386, в кожухе 374 подачи вспомогательного воздуха, и т.д.). Кроме того, поперечное сечение переходов между каждым промежуточным вариантом следует ступенчатому, линейному переходу или следовать кривой.According to one embodiment, the casing 385 has a generally cylindrical shape indicating, inter alia, the limits of the liquid starting fuel nozzle 389. For example, the casing 385 forms a pipe of circular cross section, but including a conical nozzle. Also, for example, the casing 385 includes an upstream portion having a first diameter and a downstream portion having a second (eg, smaller) diameter. In addition, casing 385 includes intermediate cross-sectional options. For example, the casing 385 may have a cross section (e.g., diameter, shape, etc.) that changes with each pairing (e.g., in a swirl 386, in an auxiliary air supply casing 374, etc.). In addition, the cross section of the transitions between each intermediate variant follows a stepwise, linear transition or follows a curve.

Согласно одному варианту осуществления, кожух 385 может иметь осевую длину, простирающуюся вверх по потоку до завихрителя 386, но не за его пределы. Согласно другому варианту осуществления, кожух 385 простирается вверх по потоку и сопрягается с кожухом 374 подачи вспомогательного воздуха. Согласно еще одному варианту осуществления, кожух 385 простирается вверх по потоку, и за конец, ниже по потоку, кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха. Например, там, где кожух 374 подачи вспомогательного воздуха включает в себя телескопическое соединение с наконечником 378 пускового газа, кожух 385 может простираться вверх по потоку, достаточно перекрывая телескопическое соединение таким образом, что осевое перекрытие места сопряжения 345 между кожухом 374 подачи вспомогательного воздуха и наконечником 378 пускового газа допускает относительное смещение во всех заданных пределах или любые другие динамические изменения во время эксплуатации. Кроме того, например, кожух 385 может простираться вверх по потоку и далеко за место сопряжения между кожухом 374 подачи вспомогательного воздуха и наконечником 378 пускового газа (например, до перехода в эффективную проточную площадь внутри кожуха 374 подачи вспомогательного воздуха).According to one embodiment, the casing 385 may have an axial length extending upstream to the swirl 386, but not beyond. According to another embodiment, the casing 385 extends upstream and mates with the auxiliary air supply casing 374. According to another embodiment, the casing 385 extends upstream, and beyond the end, downstream, the auxiliary air supply casing 374. For example, where the auxiliary air casing 374 includes a telescopic connection to the starting gas tip 378, the casing 385 can extend upstream, sufficiently overlapping the telescopic connection so that the axial overlap of the interface 345 between the auxiliary air supply casing 374 and the tip 378 starting gas allows relative displacement in all specified limits or any other dynamic changes during operation. In addition, for example, the casing 385 may extend upstream and well beyond the interface between the auxiliary air supply casing 374 and the starting gas nozzle 378 (for example, before entering the effective flow area inside the auxiliary air supply casing 374).

Согласно одному варианту осуществления, кожух 385 простирается в осевом направлении вниз по потоку за пределы сопла 389 жидкого пускового топлива или иначе сопло 389 жидкого пускового топлива утоплено в кожухе 385. В частности, кожух 385 может простираться между соплом 389 жидкого пускового топлива и местом максимального расширения. Например, место максимального расширения срок может находиться перед камерой сгорания 390. Также, например, место максимального расширения может находиться в месте где распыленное выходным конусом жидкое топливо, поступающее из сопла 389 жидкого пускового топлива не будет попадать на кожух 385. Также, например, место максимального расширения может находиться, там, где 60 градусный конус концентричен пусковому жидкостному топливопроводу 382, а его вершина находится в сопле 389 жидкого пускового топлива и не имеет пересечения и не будет пересекать кожух 385.According to one embodiment, the casing 385 extends axially downstream of the liquid starting fuel nozzle 389 or else the liquid starting fuel nozzle 389 is recessed in the casing 385. In particular, the casing 385 may extend between the liquid starting fuel nozzle 389 and the maximum expansion point . For example, the place of maximum expansion may lie in front of the combustion chamber 390. Also, for example, the place of maximum expansion may be in the place where the liquid fuel sprayed by the outlet cone coming from the liquid starting fuel nozzle 389 does not reach the casing 385. Also, for example, the place maximum expansion may be where the 60 degree cone is concentric with the starting liquid fuel line 382, and its apex is in the nozzle 389 of the liquid starting fuel and has no intersection and will not cross housing 385.

Согласно показанному варианту осуществления, узел 384 кожуха может представлять собой интегрированный блок, прикрепленный к концу пускового жидкостного топливопровода 382, отдаленному от впуска 381 жидкого пускового топлива. В частности, узел 384 кожуха дополнительно включает в себя удлинитель 388 и сопло 389 жидкого пускового топлива. Удлинитель 388 представляет собой жидкостный канал, похожий на пусковой жидкостный топливопровод 382, простирающийся между трубчатым сопряжением 387 и соплом 389 жидкого пускового топлива. В данном варианте осуществления, трубчатое сопряжение 387 может иметь жидкостную связь и соединение удлинителя 388 с концом пускового жидкостного топливопровода 382. Кроме того, завихритель 386 соединяется с удлинителем 388 и соединяет кожух 385 с удлинителем 388.According to the shown embodiment, the casing assembly 384 may be an integrated unit attached to the end of the starting liquid fuel line 382 remote from the liquid starting fuel inlet 381. In particular, the casing assembly 384 further includes an extension 388 and a liquid starting fuel nozzle 389. The extension 388 is a liquid channel, similar to the starting liquid fuel line 382, extending between the tubular mate 387 and the nozzle 389 liquid starting fuel. In this embodiment, the tubular interface 387 may be fluidly coupled and connected to an extension 388 with the end of the starting liquid fuel line 382. In addition, the swirl 386 is connected to the extension 388 and connects the casing 385 to the extension 388.

Согласно другому варианту осуществления узел 384 кожуха крепится к наружной стенке пускового жидкостного топливопровода 382. В частности, трубчатое сопряжение 387 включает в себя внутреннюю окружность завихрителя 386, которое затем крепится к пусковому жидкостному топливопроводу 382. В этом варианте осуществления пусковой жидкостный топливопровод 382 включает в себя и/или образует сопло 389 жидкого пускового топлива.According to another embodiment, the casing assembly 384 is attached to the outer wall of the starting liquid fuel line 382. In particular, the tubular matery 387 includes an inner circumference of the swirl 386, which is then attached to the starting liquid fuel line 382. In this embodiment, the starting liquid fuel line 382 includes and / or forms a nozzle 389 liquid starting fuel.

Завихритель 386 включает в себя любые подходящие элементы, выполненных для придания вращения вторичному пусковому воздуху, проходящему через кожух 385 во время эксплуатации. В частности, завихритель 386 включает в себя элементы завихрителя, выступающие в канал воздуховода 334 вторичного пускового воздуха и завихряющие сжатый вторичный пусковой поток. Кроме того, элементы завихрителя простираются в радиальном направлении между кожухом 385 и пусковым жидкостным топливопроводом 382 и/или удлинителем 388. Например, завихритель 386 включает в себя винтовые канавками, выступающие в канал воздуховода 334 вторичного пускового воздуха как элементы завихрителя. Также, например, завихритель 386 включает в себя несколько скошенных лопаток, выступающих в канал воздуховода 334 вторичного пускового воздуха как элементы завихрителя. Также, например, элементы завихрителя выполняются с поворотом на 15 градусов, с поворотом на 30 градусов или с поворотом между 15 и 30 градусами к вторичному пусковому воздуху, проходящему вдоль внешней поверхности пускового жидкостного топливопровода 382 во время эксплуатации.The swirl 386 includes any suitable elements configured to impart rotation to the secondary starting air passing through the casing 385 during operation. In particular, swirl 386 includes swirl elements protruding into the channel of the secondary inlet air duct 334 and swirling the compressed secondary inlet stream. In addition, the swirl elements extend radially between the casing 385 and the starting liquid fuel line 382 and / or the extension 388. For example, the swirl 386 includes helical grooves protruding into the secondary air duct 334 as swirl elements. Also, for example, the swirl 386 includes several beveled blades protruding into the channel of the secondary inlet air duct 334 as swirl elements. Also, for example, swirl elements are rotated by 15 degrees, rotated by 30 degrees, or rotated between 15 and 30 degrees to the secondary starting air passing along the outer surface of the starting liquid fuel line 382 during operation.

Согласно одному варианту осуществления, завихритель 386 включает в себя кольцевую матрицу элементов завихрителя. Например, как показано, завихритель 386 включает в себя три винтовых канавки, выровненных в плоскости, перпендикулярной пусковому жидкостному топливопроводу 382. Кроме того, завихритель 386 включает в себя множество кольцеобразных матриц распределенных в осевом направлении вдоль пускового жидкостного топливопровода 382 и/или удлинителя 388. Например, завихритель 386 включает в себя два набора элементов завихрителя в разных местах вдоль оси пускового жидкостного топливопровода 382. В частности, завихритель 386 включает в себя по меньшей мере две кольцевых матрицы элементов завихрителя и по меньшей мере две кольцевых матрицы элементов завихрителя, разнесенные друг от друга таким образом, чтобы обеспечить конструкционную основу крепления кожуха 385 к пусковому жидкостному топливопроводу 382 и/или удлинителю 388. Таким образом, согласно одному варианту осуществления, показанная опора 383 топливопровода может заменяться вторым завихрителем 386.According to one embodiment, swirl 386 includes an annular matrix of swirl elements. For example, as shown, the swirl 386 includes three helical grooves aligned in a plane perpendicular to the starting liquid fuel line 382. In addition, the swirl 386 includes a plurality of annular arrays distributed in the axial direction along the starting liquid fuel line 382 and / or extension 388. For example, swirl 386 includes two sets of swirl elements in different places along the axis of the starting liquid fuel line 382. In particular, swirl 386 includes at least two face matrices of swirl elements and at least two annular matrixes of swirl elements spaced from each other in such a way as to provide a structural basis for fastening the casing 385 to the starting liquid fuel line 382 and / or extension 388. Thus, according to one embodiment, the support 383 shown the fuel line may be replaced by a second swirl 386.

Кроме того, каждая кольцевая матрица элементов завихрителя выполняется для создания различного влияния на поток. Например, каждая кольцевая матрица из скошенных лопаток может иметь различные углы атаки относительно потока воздуха, или каждая кольцевая матрица из винтовых канавок может иметь различный шаг. Также, например, и как показано, там, где есть две кольцевых матрицы элементов завихрителя, верхняя по потоку матрица может иметь больший диаметр, чем нижняя по потоку матрица.In addition, each annular matrix of swirler elements is performed to create a different effect on the flow. For example, each annular matrix of beveled blades may have different angles of attack relative to the air flow, or each annular matrix of helical grooves may have a different pitch. Also, for example, and as shown, where there are two annular matrices of swirl elements, the upstream matrix may have a larger diameter than the downstream matrix.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Настоящее изобретение в целом относится к топливным форсункам газовых турбин и газотурбинным агрегатам, имеющим топливные форсунки. Описанные варианты осуществления изобретения не имеют ограничений в использовании совместно с определенным типом газотурбинного агрегата и могут применяться в стационарных или передвижных газотурбинных агрегатах, или их вариантах. Газотурбинные агрегаты и их компоненты используются в большинстве отраслей промышленности, таких как, но не ограничиваясь, нефтяная и газовая промышленность (в том числе транспортировка, сбор, хранение, извлечение и подъем нефти и природного газа), производство электроэнергии, комбинированное производство тепловой и электрической энергии, аэрокосмическая отрасль и другие транспортные отрасли.The present invention generally relates to fuel nozzles of gas turbines and gas turbine assemblies having fuel nozzles. The described embodiments of the invention have no restrictions on their use in conjunction with a particular type of gas turbine unit and can be used in stationary or mobile gas turbine units, or their variants. Gas turbine units and their components are used in most industries, such as, but not limited to, the oil and gas industry (including transportation, collection, storage, extraction and recovery of oil and natural gas), electricity production, combined heat and power generation , aerospace and other transportation industries.

Как правило, варианты осуществления описанной жидкостной пусковой трубки с кожухом применимы к использованию, эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и усовершенствованию газотурбинных агрегатов и могут использоваться для повышения производительности и эффективности, уменьшения затрат на техническое обслуживание и ремонт. Кроме того, варианты осуществления описанной жидкостной пусковой трубки с кожухом применимы на любой стадии срока службы газотурбинного агрегата, начиная от проектирования, создания прототипа, первого производства и далее до конца срока службы. Соответственно, жидкостная пусковая трубка с кожухом может быть использована при модификации или усовершенствовании существующего газотурбинного агрегата в качестве превентивной меры или как реакция на некое событие. Это особенно верно поскольку описанная здесь жидкостная пусковая трубка с кожухом устанавливается в форсунку, имеющую идентичные сопряжения с взаимозаменяемой форсункой более раннего типа.As a rule, embodiments of the described liquid starting tube with a casing are applicable to the use, operation, maintenance, repair and improvement of gas turbine units and can be used to increase productivity and efficiency, reduce the cost of maintenance and repair. In addition, embodiments of the described liquid starting tube with a casing are applicable at any stage of the life of a gas turbine unit, from design, prototyping, first production to the end of the service life. Accordingly, a liquid launch tube with a casing can be used when modifying or improving an existing gas turbine unit as a preventive measure or as a reaction to an event. This is especially true since the liquid starting tube described herein is fitted with a housing in a nozzle having identical interfaces to an interchangeable nozzle of an earlier type.

В этом варианте осуществления, форсунка выполнена для камер сгорания с системой сухого подавления вредных выбросов ("DLE") - т.е. без добавки воды в реакцию горения. В частности, узел первичного топлива 360 выполнен для реакции горения с низкой теплотой сгорания ("LPC") первичного топлива. LPC используется для уменьшения выбросов оксидов азота (NOx). В форсунках с предварительным смешиванием обедненной смеси, топливо и воздух тщательно смешиваются в начальной стадии вверх по потоку от камеры сгорания, в результате чего получается однородная, обедненная, несгоревшая топливовоздушная смесь, который затем впрыскивается в камеру сгорания. Кроме того, узел первичного топлива может быть выполнен для работы на жидком и/или газообразном топливе.In this embodiment, the nozzle is designed for combustion chambers with a dry emission control system ("DLE") - i.e. without adding water to the combustion reaction. In particular, the primary fuel assembly 360 is configured for a low-calorific value (“LPC”) combustion reaction of the primary fuel. LPC is used to reduce emissions of nitrogen oxides (NOx). In nozzles with preliminary mixing of the lean mixture, fuel and air are thoroughly mixed in the initial stage upstream of the combustion chamber, resulting in a homogeneous, lean, unburned air-fuel mixture, which is then injected into the combustion chamber. In addition, the primary fuel assembly may be configured to operate on liquid and / or gaseous fuel.

Кроме того, узел пускового топлива выполнен с возможностью раздельного сжигания пускового топлива, например, с помощью диффузионного пламени. Диффузионные пламя представляет собой пламя, которые образуется при одновременном смешении топлива и воздуха и их сгорания в камере сгорания, без предварительного смешивания на начальной стадии. Диффузионные пламя имеет более высокую температуру, чем пламя после предварительно перемешанной смеси, и может служить в качестве локализованного горячего пламени, стабилизирующего процесс горения и предотвращающего срыв пламени при работе с обедненной смесью. Кроме того, узел пускового топлива может быть выполнен для работы на жидком и/или газообразном топливе.In addition, the starting fuel assembly is configured to separately burn the starting fuel, for example, using a diffusion flame. Diffusion flame is a flame that is formed by the simultaneous mixing of fuel and air and their combustion in the combustion chamber, without preliminary mixing at the initial stage. The diffusion flame has a higher temperature than the flame after the premixed mixture, and can serve as a localized hot flame, stabilizing the combustion process and preventing flame failure during operation with the lean mixture. In addition, the starting fuel assembly may be configured to operate on liquid and / or gaseous fuel.

Жидкостная пусковая трубка с кожухом вдвигается в форсунку, а кожух или узел кожуха прикрепляется. В частности, жидкостная пусковая трубка ("эжекторная трубка") вставляется в (или вынимается из) в корпус форсунки как пусковая направляющая и закрепляется на месте (или разблокируется). В данной конфигурации жидкостная пусковая трубка калибруется перед установкой. В частности, кожух или узел кожуха заранее выполняется с эффективной проточной площадью или профилем потока выходящим из узла пускового жидкого топлива после установки и в процессе эксплуатации. Например, вместо установки эжекторной трубки и регулировки форсунки, эффективная проточная площадь или профиль потока устанавливаются и/или определяются на калибровочном стенде или приспособлении, поскольку кожух и, тем самым, выход сжатого воздуха имеется в наличии и может быть зафиксирован. Другими словами, благодаря жидкостной пусковой трубке с кожухом, граничные условия, по существу, присутствуют до ее установки.A fluid starter tube with a housing slides into the nozzle, and a housing or housing assembly is attached. In particular, a liquid launch tube (“ejector tube”) is inserted into (or removed from) the nozzle body as a launch guide and secured in place (or unlocked). In this configuration, the fluid starter tube is calibrated before installation. In particular, the casing or casing assembly is preformed with an effective flow area or flow profile exiting the starting liquid fuel assembly after installation and during operation. For example, instead of installing an ejector tube and adjusting the nozzle, the effective flow area or flow profile is installed and / or determined on a calibration bench or fixture, since a casing and thereby the compressed air outlet are available and can be fixed. In other words, thanks to the liquid starting tube with the casing, boundary conditions are essentially present prior to installation.

Это удобно при балансировке сжатого воздуха выходящего из нескольких форсунок. В частности, камера сгорания с несколькими форсунками, может питать несколько форсунок сжатым воздухом от одного источника. Кроме того, подача воздуха может иметь ограниченный статический напор, существующий за граничными условиями на выходе узла пускового жидкого топлива. Например, конечная воздушная ступень может охлаждаться и запитываться вторичным воздухом.This is convenient when balancing compressed air leaving several nozzles. In particular, a combustion chamber with several nozzles can supply several nozzles with compressed air from a single source. In addition, the air supply may have a limited static pressure existing beyond the boundary conditions at the outlet of the starting liquid fuel assembly. For example, the final air stage can be cooled and fed with secondary air.

Если одна или несколько форсунок не сбалансированы с другими форсунками, то затрагивается "объем" доступного сжатого воздух, влияя таким образом на сжатый воздух, доступный для других форсунок. При предварительной калибровке жидкостной пусковой трубки перед установкой, изобретатели отметили улучшение балансировки сжатого воздуха. выходящего из нескольких форсунок. Например, как описано здесь, форсунка с жидкостной пусковой трубкой с кожухом, дает установленный допуск от 2 до 5% от номинального расхода. Также, например, камера сгорания, использующая форсунки с жидкостной пусковой трубкой с кожухом дает изменение потока от 2 до 5% между форсунками.If one or more nozzles are not balanced with other nozzles, then the “volume” of available compressed air is affected, thereby affecting the compressed air available for other nozzles. When pre-calibrating the liquid starting tube before installation, the inventors noted an improvement in the balancing of compressed air. coming out of several nozzles. For example, as described here, a nozzle with a liquid starting tube with a casing provides an established tolerance of 2 to 5% of the nominal flow rate. Also, for example, a combustion chamber using nozzles with a liquid starting tube with a casing gives a flow change of 2 to 5% between the nozzles.

В процессе эксплуатации жидкостная пусковая трубка экранирует узел пускового жидкого топлива от узла пускового газообразного топлива. В частности, кожух экранирует сопло жидкого пускового топлива и пусковой жидкостный топливопровод или удлинитель от горячего сжатого воздуха, выходящего из воздуховода первичного пускового воздуха. Например, кожух отсекать струю сжатого воздуха, выходящую из сопла первичного пускового воздуха, от прямого или косвенного соударения. Как обсуждалось выше, сопло жидкого пускового топлива может быть значительно утоплено (ограниченное конусом распыленного топлива). Предпочтительным является сочетание экранирования с охлажденным сжатым вторичным воздухом, позволяющее значительно уменьшить теплопередачу в пусковой жидкостный топливопровод и замедлить коксование.During operation, the liquid starting tube shields the starting liquid fuel assembly from the starting gaseous fuel assembly. In particular, the casing shields the liquid starting fuel nozzle and the starting liquid fuel line or extension cord from hot compressed air leaving the primary starting air duct. For example, the casing to cut off the stream of compressed air leaving the nozzle of the primary starting air from direct or indirect impact. As discussed above, the liquid starting fuel nozzle can be significantly recessed (limited by the atomized fuel cone). It is preferable to combine shielding with cooled compressed secondary air, which can significantly reduce heat transfer to the starting liquid fuel line and slow down coking.

В процессе эксплуатации жидкостная пусковая трубка с кожухом помогает герметизации канала воздуховода вторичного пускового воздуха от канала пускового газа. Как обсуждалось выше, кожух простирается вверх по потоку и перекрывает телескопическое соединение, такое как место сопряжения между кожухом подачи вспомогательного воздух и наконечником пускового газа, в достаточной степени, чтобы продолжить перекрытие при любых других динамических изменениях во время эксплуатации Это перекрытие разъема динамически соединенных компонентов является полезным, так как создает более извилистый путь между соседними потоками и повышает герметичность динамического соединения.During operation, a liquid starting tube with a casing helps seal the duct channel of the secondary starting air from the starting gas channel. As discussed above, the casing extends upstream and overlaps the telescopic connection, such as the interface between the secondary air casing and the starting gas tip, enough to continue overlapping with any other dynamic changes during operation. This overlap of the dynamically connected component connector is useful because it creates a more winding path between adjacent flows and increases the tightness of the dynamic connection.

Предшествующее подробное описание носит лишь иллюстративный характер и не предназначено для ограничения объема изобретения или объема применения и использования настоящего изобретения. Описанные варианты осуществления изобретения не имеют ограничений в использовании совместно с определенным типом газотурбинного агрегата. Следовательно, хотя настоящее изобретение для удобства объяснения изображает и описывает конкретное воплощение в стационарном газотурбинном агрегате, следует понимать, что оно может быть реализовано с различными другими типами газотурбинных агрегатов и различными другими системами и условиями. Кроме того, не существует никакого намерения связать его с какой-либо теорией, представленной в любом предшествующем разделе. Следует также понимать, что иллюстрации могут включать преувеличенные размеры и графическое представление, чтобы лучше проиллюстрировать представленные ссылочные позиции, и не рассматриваются как ограничивающие объем изобретения, если иное не указано в качестве таковых.The foregoing detailed description is illustrative only and is not intended to limit the scope of the invention or the scope and application of the present invention. The described embodiments of the invention do not have limitations in use with a particular type of gas turbine unit. Therefore, although the present invention depicts and describes a specific embodiment in a stationary gas turbine unit for ease of explanation, it should be understood that it can be implemented with various other types of gas turbine units and various other systems and conditions. In addition, there is no intention to relate it to any theory presented in any previous section. It should also be understood that the illustrations may include exaggerated sizes and graphic representations in order to better illustrate the presented reference position, and are not considered as limiting the scope of the invention, unless otherwise indicated as such.

Claims (23)

1. Жидкостная пусковая трубка (380) для газотурбинного агрегата (100), включающая в себя:1. A liquid launch tube (380) for a gas turbine unit (100), including: пусковой жидкостный топливопровод (382) с первым концом и вторым концом, противоположным первому концу, пусковой жидкостный топливопровод (382) выполнен для подачи жидкого топлива по жидкостной пусковой трубке (380);starting liquid fuel line (382) with a first end and a second end opposite the first end, starting liquid fuel line (382) is configured to supply liquid fuel through a liquid starting tube (380); впуск (381) жидкого пускового топлива, имеющий жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом (382) на первом конце, впуск (381) жидкого пускового топлива выполнен для образования жидкостной связи с разъемом подачи пускового топлива;an inlet (381) of liquid starting fuel in fluid communication with a starting liquid fuel line (382) at a first end, an inlet (381) of liquid starting fuel is configured to form a liquid connection with a starting fuel supply connector; сопло (389) жидкого пускового топлива, имеющее жидкостную связь с пусковым жидкостным топливопроводом (382) на втором конце, сопло (389) жидкого пускового топлива выполнено для распыления жидкого топлива;a nozzle (389) of liquid starting fuel in fluid communication with the starting liquid fuel line (382) at the second end, the nozzle (389) of liquid starting fuel is made for spraying liquid fuel; завихритель (386), соединенный с пусковым жидкостным топливопроводом (382); иa swirler (386) connected to the starting liquid fuel line (382); and кожух (385), соединенный с завихрителем (386), кожух (385) выполнен для обозначения пределов сопла (389) жидкого пускового топлива.the casing (385) connected to the swirl (386), the casing (385) is made to indicate the limits of the nozzle (389) of the liquid starting fuel. 2. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, далее включающая в себя по меньшей мере одну опору (383) топливопровода, одна опора (383) топливопровода выполнена для поддержки пускового жидкостного топливопровода (382) внутри канала форсунки (350) и выполнена далее для образования потока вдоль внешней части пускового жидкостного топливопровода (382) с прохождением по меньшей мере одной опоры (383) топливопровода во время эксплуатации.2. The liquid starting tube (380) according to claim 1, further comprising at least one support (383) of the fuel line, one support (383) of the fuel line is made to support the starting liquid fuel line (382) inside the channel of the nozzle (350) and made further, to form a flow along the outer part of the starting liquid fuel line (382) with the passage of at least one support (383) of the fuel line during operation. 3. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 2, отличающаяся тем, что пусковой жидкостный топливопровод (382) разделен на несколько соединяемых секций и по меньшей мере две из нескольких соединенных секций имеют жидкостную связь через по меньшей мере,одну опору (383) топливопровода.3. A liquid starter tube (380) according to claim 2, characterized in that the liquid starter fuel line (382) is divided into several sections to be connected and at least two of the several sections connected are in fluid communication through at least one support (383) fuel line. 4. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, отличающаяся тем, что сопло (389) жидкого пускового топлива утоплено внутрь кожуха (385).4. The liquid starting tube (380) according to claim 1, characterized in that the nozzle (389) of the liquid starting fuel is recessed into the casing (385). 5. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, отличающаяся тем, что сопло (389) жидкого пускового топлива утоплено внутрь кожуха (385) таким образом, что выходной 60 градусный конус не имеет пересечения с кожухом (385).5. A liquid starting tube (380) according to claim 1, characterized in that the nozzle (389) of the liquid starting fuel is recessed inside the casing (385) so that the output 60 degree cone does not intersect with the casing (385). 6. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, отличающаяся тем, что жидкостная пусковая трубка (380) устанавливается в газотурбинном агрегате (100) и может сниматься с газотурбинного агрегата (100).6. The liquid starting tube (380) according to claim 1, characterized in that the liquid starting tube (380) is installed in the gas turbine unit (100) and can be removed from the gas turbine unit (100). 7. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, отличающаяся тем, что завихритель (386) включает в себя по меньшей мере два элемента завихрителя, находящихся в разных местах по оси пускового жидкостного топливопровода (382), разнесенных таким образом, чтобы обеспечить крепление кожуха (385) к пусковому жидкостному топливопроводу (382).7. A liquid launch tube (380) according to claim 1, characterized in that the swirler (386) includes at least two swirl elements located in different places along the axis of the starting liquid fuel line (382), spaced so as to provide fastening the casing (385) to the starting liquid fuel line (382). 8. Жидкостная пусковая трубка (380) по п. 1, отличающаяся тем, что кожух (385) имеет цилиндрическую форму с верхней по потоку частью, имеющей один диаметр и нижней по потоку частью, имеющей второй диаметр, причем второй диаметр меньше, чем первый диаметр.8. A liquid launch tube (380) according to claim 1, characterized in that the casing (385) has a cylindrical shape with an upstream part having one diameter and a downstream part having a second diameter, the second diameter being smaller than the first diameter. 9. Форсунка (350) газотурбинного агрегата (100), включающая в себя жидкостную пусковую трубку (380) по любому из предшествующих пунктов, форсунка (350) далее включает в себя:9. The nozzle (350) of the gas turbine unit (100), including a liquid starting tube (380) according to any one of the preceding paragraphs, the nozzle (350) further includes: узел (371) пускового газообразного топлива, включающий в себя:node (371) starting gaseous fuel, including: канал (332) пускового газа, выполненный для подачи пускового газа во время эксплуатации;a feed gas channel (332) configured to supply feed gas during operation; наконечник (378) пускового газа, включающий в себя сопло (379) пускового газа, наконечник (378) пускового газа выполнен для закрытия канала (332) пускового газа, сопло (379) пускового газа выполнено для подачи газообразного пускового топлива в пусковую зону предварительного смешивания форсунки (350);a starting gas tip (378) including a starting gas nozzle (379), a starting gas nozzle (378) for closing the starting gas channel (332), a starting gas nozzle (379) for supplying gaseous starting fuel to the preliminary mixing zone nozzles (350); воздуховод (333) первичного пускового воздуха, выполненный для подачи сжатого воздуха, иa primary starting air duct (333) configured to supply compressed air, and сопло (377) первичного пускового воздуха, выполненное для подачи сжатого воздуха в пусковую зону предварительного смешивания; иa nozzle (377) of the primary starting air, designed to supply compressed air to the starting zone of the preliminary mixing; and узел (372) пускового жидкого топлива, включающий в себя кожух (374) подачи вспомогательного воздуха, выполненный для подачи вторичного сжатого воздуха; иa unit (372) of starting liquid fuel, including a casing (374) for supplying auxiliary air, made to supply secondary compressed air; and отличающаяся тем, что кожух (385) жидкостной пусковой трубки (380) выполнен экранирующим сопло (389) жидкого пускового топлива от соударения со сжатым воздухом, выходящим из сопла (377) первичного пускового воздуха во время эксплуатации.characterized in that the casing (385) of the liquid starting tube (380) is made to shield the nozzle (389) of the liquid starting fuel from impact with compressed air leaving the nozzle (377) of the primary starting air during operation. 10. Форсунка (350) по п. 9, отличающаяся тем, что кожух (374) подачи вспомогательного воздуха и наконечник (378) пускового газа динамически соединены между собой и допускают относительное смещение в определенных пределах во время эксплуатации; 10. Nozzle (350) according to claim 9, characterized in that the casing (374) for supplying auxiliary air and the tip (378) of the starting gas are dynamically interconnected and allow relative displacement within certain limits during operation; и кожух (385) соединен внахлестку с местом сопряжения (345) между кожухом (374) подачи вспомогательного воздуха и наконечником (378) пускового газа во всех заданных пределах относительного смещения.and the casing (385) is overlapped with the interface (345) between the casing (374) for supplying auxiliary air and the tip (378) of the starting gas in all specified limits of relative displacement.
RU2015151205A 2013-05-13 2014-05-02 Shrouded pilot liquid tube RU2657075C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/893,180 2013-05-13
US13/893,180 US9371998B2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Shrouded pilot liquid tube
PCT/US2014/036536 WO2014186150A1 (en) 2013-05-13 2014-05-02 Shrouded pilot liquid tube

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015151205A RU2015151205A (en) 2017-06-05
RU2015151205A3 RU2015151205A3 (en) 2018-04-03
RU2657075C2 true RU2657075C2 (en) 2018-06-08

Family

ID=51864102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015151205A RU2657075C2 (en) 2013-05-13 2014-05-02 Shrouded pilot liquid tube

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9371998B2 (en)
CN (1) CN105229279B (en)
RU (1) RU2657075C2 (en)
WO (1) WO2014186150A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014081334A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-30 General Electric Company Anti-coking liquid fuel cartridge
EP3209940A1 (en) * 2014-10-23 2017-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Flexible fuel combustion system for turbine engines
US10054093B2 (en) * 2016-01-05 2018-08-21 Solar Turbines Incorporated Fuel injector with a center body assembly for liquid prefilm injection
US10274201B2 (en) * 2016-01-05 2019-04-30 Solar Turbines Incorporated Fuel injector with dual main fuel injection
US10948188B2 (en) * 2018-12-12 2021-03-16 Solar Turbines Incorporated Fuel injector with perforated plate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080083229A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 General Electric Company Combustor nozzle for a fuel-flexible combustion system
US20090107147A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 James Scott Piper Gas turbine fuel injector with removable pilot liquid tube
US20100319350A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Landry Kyle L Flashback Resistant Fuel Injection System
RU2426030C2 (en) * 2006-04-26 2011-08-10 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. ASSEMBLY OF BURNERS WITH ULTRALOW NOx EMISSION

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6540162B1 (en) 2000-06-28 2003-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for decreasing combustor emissions with spray bar assembly
EP1389713A1 (en) * 2002-08-12 2004-02-18 ALSTOM (Switzerland) Ltd Premixed exit ring pilot burner
US6886346B2 (en) * 2003-08-20 2005-05-03 Power Systems Mfg., Llc Gas turbine fuel pilot nozzle
US7762073B2 (en) * 2006-03-01 2010-07-27 General Electric Company Pilot mixer for mixer assembly of a gas turbine engine combustor having a primary fuel injector and a plurality of secondary fuel injection ports
US7762070B2 (en) 2006-05-11 2010-07-27 Siemens Energy, Inc. Pilot nozzle heat shield having internal turbulators
US8166763B2 (en) 2006-09-14 2012-05-01 Solar Turbines Inc. Gas turbine fuel injector with a removable pilot assembly
US8607571B2 (en) * 2009-09-18 2013-12-17 Delavan Inc Lean burn injectors having a main fuel circuit and one of multiple pilot fuel circuits with prefiliming air-blast atomizers
GB0812905D0 (en) 2008-07-16 2008-08-20 Rolls Royce Plc Fuel injection system
ES2576651T3 (en) 2009-01-15 2016-07-08 Alstom Technology Ltd Burner of a gas turbine
US8555646B2 (en) * 2009-01-27 2013-10-15 General Electric Company Annular fuel and air co-flow premixer
EP2362148A1 (en) * 2010-02-23 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Fuel injector and swirler assembly with lobed mixer
EP2420729A1 (en) 2010-08-18 2012-02-22 Siemens Aktiengesellschaft Fuel nozzle
US8850822B2 (en) * 2011-01-24 2014-10-07 General Electric Company System for pre-mixing in a fuel nozzle
EP2489939A1 (en) 2011-02-18 2012-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Combustion chamber with a wall section and a brim element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426030C2 (en) * 2006-04-26 2011-08-10 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. ASSEMBLY OF BURNERS WITH ULTRALOW NOx EMISSION
US20080083229A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 General Electric Company Combustor nozzle for a fuel-flexible combustion system
US20090107147A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 James Scott Piper Gas turbine fuel injector with removable pilot liquid tube
US20100319350A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Landry Kyle L Flashback Resistant Fuel Injection System

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015151205A3 (en) 2018-04-03
WO2014186150A1 (en) 2014-11-20
CN105229279A (en) 2016-01-06
US20140332603A1 (en) 2014-11-13
CN105229279B (en) 2017-10-27
RU2015151205A (en) 2017-06-05
US9371998B2 (en) 2016-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2532968B1 (en) Integrated late lean injection on a combustion liner and late lean injection sleeve assembly
US7757491B2 (en) Fuel nozzle for a gas turbine engine and method for fabricating the same
US8904798B2 (en) Combustor
US10502426B2 (en) Dual fuel injectors and methods of use in gas turbine combustor
RU2632073C2 (en) Fuel injection unit and device, containing fuel injection unit
JP6196868B2 (en) Fuel nozzle and its assembly method
US7908863B2 (en) Fuel nozzle for a gas turbine engine and method for fabricating the same
EP3341656B1 (en) Fuel nozzle assembly for a gas turbine
US20150159877A1 (en) Late lean injection manifold mixing system
RU2657075C2 (en) Shrouded pilot liquid tube
JP2006112776A (en) Low-cost dual-fuel combustor and related method
US9182124B2 (en) Gas turbine and fuel injector for the same
US11248794B2 (en) Fluid mixing apparatus using liquid fuel and high- and low-pressure fluid streams
US10612784B2 (en) Nozzle assembly for a dual-fuel fuel nozzle
RU2672205C2 (en) Gas turbine engine with fuel injector equipped with inner heat shield
US20180340689A1 (en) Low Profile Axially Staged Fuel Injector
EP3376109B1 (en) Dual-fuel fuel nozzle with liquid fuel tip
US10612775B2 (en) Dual-fuel fuel nozzle with air shield
EP2592349A2 (en) Combustor and method for supplying fuel to a combustor
US10663171B2 (en) Dual-fuel fuel nozzle with gas and liquid fuel capability
US10955141B2 (en) Dual-fuel fuel nozzle with gas and liquid fuel capability
US10746101B2 (en) Annular fuel manifold with a deflector
US20130152594A1 (en) Gas turbine and fuel injector for the same